Muinaisista ajoista lähtien ihmiset ovat yrittäneet ennustaa ilmaston käyttäytymistä ennakoidakseen luonnonilmiöitä. Tulivuorenpurkaukset, taifuunit, tulvat, maanjäristykset tai tsunamit ovat esimerkkejä suurista tapahtumista, joita olemme yrittäneet ennakoida vähentääksemme niiden seurauksia. Kuitenkin sen sijaan, että keskittyisi ennakoimattomaan ennustamiseen, miksi ei hyödyntäisi jo olemassa olevia luonnollisia ilmenemismuotoja jonkinlaiseksi hyödyksi?
Nämä ilmiöt vapauttavat valtavia määriä energiaa. Esimerkiksi trooppiset myrskyt ja hurrikaanit sisältävät voimakkaita tuulia, joita voitaisiin käyttää tuulienergian tuottamiseen. Joten herää kysymys: kuinka voimme valjastaa nämä ilmiöt ja muuttaa niiden valtavan energian hyödylliseksi?
Tuulen tuottamaa energiaa
Tuuli on ehtymätön energianlähde, ja se on avainasemassa katastrofaalisissa tapahtumissa, kuten hurrikaaneissa ja trooppisissa myrskyissä. Puuskat voivat nousta jopa 257 km/h ja jopa tuottaa yli 9 miljardia litraa sadetta joissakin ankarissa myrskyissä. Hurrikaanien kaltaisten ilmiöiden vapauttama energiamäärä ylittää kaikkien maailman ydinaseiden yhteensä. Tiedemiesten työ ympäri maailmaa on kerätä, valjastaa ja varastoida tämä energia.
Tällä hetkellä hyödynnämme tuulta tuulivoimalla, mutta perinteiset tuuliturbiinit eivät ole valmiita kestämään äärimmäisiä olosuhteita. Nykyiset asennukset on optimoitu jopa 90 km/h tuulelle. Hurrikaanit kuitenkin ylittävät suuresti nämä rajat, mikä edellyttää merkittäviä teknologian parannuksia.
Yksi tärkeimmistä edistysaskeleista on ollut jopa 144 km/h tuulella toimivien turbiinien kehittäminen. Vaikka tämä on huomattava edistysaskel, se on vielä kaukana hurrikaanien nopeuksien kestämisestä, mikä lisää tarvetta jatkaa innovointia jopa 260 km/h tuulen hallitsemiseksi entistä useammin tulevaisuudessa.
Pystymmekö pysäyttämään hurrikaanit?
Mielenkiintoinen aihe on, olisiko hurrikaanien energian valjastamisen lisäksi mahdollista myös vähentää niiden tuhoisaa vaikutusta. Stanfordin yliopiston tutkimuksessa on simuloitu, kuinka offshore-tuulipuisto voisi vähentää tuulen nopeutta hurrikaanissa 50 prosentilla jo ennen kuin se saavuttaa maan. Suuren hurrikaanin vaikutusten lieventämiseksi tarvittaisiin tuhansia turbiineja, joiden siivet ovat halkaisijaltaan 120 metriä ja jotka on asennettu merenpinnan yläpuolelle.
Tämä lähestymistapa ei vain auttaisi vangitsemaan heidän energiaansa, vaan vähentäisi merkittävästi niiden aiheuttamia aaltoja ja tulvia. Tämän kokoinen asennus ei kuitenkaan ole vielä ulottuvilla korkeiden kustannusten vuoksi. Teknologinen kehitys ja parannetut materiaalit voivat kuitenkin tehdä tästä mahdollisempaa tulevaisuudessa.
Onko hurrikaanin energian valjastaminen kannattavaa?
Kiina on edelläkävijä tällä alalla. Fujianin rannikolle on asennettu GWH252-16MW offshore-tuuliturbiini, joka rikkoi sähköntuotantoennätykset 24 tunnissa tuottaen 384,1 MWh taifuuni Haikuin tuulissa. Tämän teki mahdolliseksi sen reaaliaikainen siipien säätö, jonka ansiosta turbiinit voivat jatkaa toimintaansa jopa 80 km/h tuulessa, kun taas muut perinteiset tuuliturbiinit sammutetaan vaurioiden estämiseksi.
GWH252-16MW turbiini pystyy toimimaan myös äärimmäisissä olosuhteissa, kuten taifuuneissa, mikä mahdollistaa voimakkaiden tuulien keräämisen sähkön tuottamiseksi. Tämä on lupaava tekniikka tulevaisuutta ajatellen, koska sitä voitaisiin käyttää järjestelmällisesti hurrikaanialttiisilla alueilla.
Samanaikaisesti muut vaihtoehdot, kuten BAT altaeros -turbiini, eivät ole saavuttaneet suurinta kaupallista potentiaaliaan, mutta ne osoittavat kiinnostusta siepata energiaa ilmakehän ilmiöistä suurilla korkeuksilla. Tämä lentävä turbiini on suunniteltu hyödyntämään äärimmäisiä tuulia, ja se edustaa edelleen kaupallistamista odottavaa innovaatiota.
Offshore-tuuliturbiinien rooli
Osa tuulienergian tulevaisuudesta hurrikaanien torjumiseksi on offshore-tuulipuistojen asentaminen kaukana rannikosta. Näiden puistojen suuret laajennukset voisivat tietokonesimulaatioiden mukaan vähentää hurrikaanituulten nopeutta yli 140 km/h. Tällä olisi myönteinen vaikutus sähköntuotannon lisäksi myös luonnonkatastrofien ehkäisyyn rannikoilla vähentämällä aaltoja ja myrskyn vaikutuksia.
Asiantuntijat, kuten Mark Z. Jacobson ja Cristina Archer, väittävät, että jos hurrikaani Katrina olisi kulkenut tämän kokoisen puiston läpi, sen vaikutus olisi ollut paljon pienempi ja muuttunut trooppiseksi myrskyksi saavuttaessaan maata.
Tällä tavoin merituulienergia ei ole vain puhtaan sähkön lähde, vaan sillä on myös ratkaiseva rooli ilmastovaikutusten vähentämisessä maapallolla. Tämä on tie eteenpäin, mutta vaatii huomattavaa edistystä materiaalissa ja tekniikassa, jotta nämä ideat olisivat toteutettavissa laajassa mittakaavassa.
Teknologian kehittäminen hurrikaanien kaltaisten ilmiöiden hyödyntämiseksi on kiehtova ala, jolla on selkeä kasvupotentiaali tulevaisuudessa. Tiedemiehet ja yritykset ympäri maailmaa jatkavat tutkimusta tapoja tehdä tehokkaamman, mutta myös turvallisemman äärimmäisten tuulien energiankorjuun avulla, mikä voi vaikuttaa merkittävästi alueilla, joihin nämä tapahtumat eniten vaikuttavat.